腸道類器官芯片的主要應(yīng)用

現(xiàn)在我要講一下我們的器官芯片，CN-Biophysiomimix。技術(shù)誕生于2012年由DARPA資助的MIT和Harvard之間的技術(shù)競(jìng)賽。在這期間，開發(fā)的技術(shù)在20家前列藥企的8家中得以使用，2016年MIT和CN因7和10qi guan的串聯(lián)研究，贏得競(jìng)賽。Physiomix系統(tǒng)在很多年前開發(fā)，并且在2年前實(shí)現(xiàn)了商業(yè)化。我們也和前列的學(xué)術(shù)機(jī)構(gòu)比如英國(guó)皇家學(xué)院合作，這幾年我們和FDA的CDER合作也非常緊密，評(píng)估我們的器官芯片在藥物研發(fā)以及臨床申報(bào)中的應(yīng)用。CN-Bio在研發(fā)第二臺(tái)設(shè)備，基于從Vanderbilt大學(xué)獲得的IP，可用于對(duì)藥代動(dòng)力學(xué)和藥物劑量測(cè)試的精細(xì)體外建模。 相比于2D的細(xì)胞培養(yǎng)，靜態(tài)3D培養(yǎng)，以及動(dòng)物模型，器官芯片具有更多的優(yōu)勢(shì)。腸道類器官芯片的主要應(yīng)用

CN-Bio是DARPA（美國(guó)**高級(jí)研究計(jì)劃局）授予麻省理工學(xué)院的10個(gè)器官芯片的“人體芯片”的資助項(xiàng)目的參與者。2018年3月，《自然科學(xué)報(bào)告》（Nature Scientific Reports）發(fā)布了該計(jì)劃的一個(gè)里程碑，成功連接了10個(gè)組織的工程組織，一次準(zhǔn)確復(fù)制人體組織相互作用長(zhǎng)達(dá)數(shù)周之久，并允許研究人員測(cè)量藥物對(duì)身體不同部位的影響。2018年2月，倫敦帝國(guó)理工學(xué)院（Imperial College London）的研究人員在《自然通訊》（Nature Communications）上發(fā)表了一篇文章，展示了CN-Bio該器官芯片技術(shù)（OOC、MPS技術(shù)）如何在芯片肝臟系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)病毒感ran（本例為乙肝）的研究。CN-Bio的器官芯片技術(shù)也在《生物世紀(jì)》、《經(jīng)濟(jì)學(xué)人》、《TechCrunch》、《英國(guó)廣播公司》和許多專業(yè)科技出版物中出現(xiàn)。 肺類器官芯片怎么樣近期在血腦屏障（BBB-on-chips）的器官芯片模型的開發(fā)方面取得的進(jìn)展以及仍然面臨的挑戰(zhàn)。

系統(tǒng)的細(xì)胞培養(yǎng)模型對(duì)細(xì)胞微環(huán)境和體內(nèi)生物控制有了新的認(rèn)識(shí)，對(duì)生物系統(tǒng)和人類病理生理學(xué)的深入理解需要開發(fā)新的模型系統(tǒng)，以便在更相關(guān)的組織環(huán)境中分析細(xì)胞微環(huán)境中復(fù)雜的內(nèi)部和外部相互作用。器官芯片工程系統(tǒng)提供了一個(gè)前所未有的機(jī)會(huì)來(lái)揭示人體組織的復(fù)雜和層次性。器官芯片是一種多通道三維微流體細(xì)胞培養(yǎng)船，它刺激整個(gè)機(jī)體的活動(dòng)、機(jī)制和生理反應(yīng)。這些微型設(shè)備是半透明的，它們提供了一個(gè)觀察人體機(jī)體內(nèi)部工作的窗口。這項(xiàng)技術(shù)正被用于開發(fā)一整套人體器官芯片，如肺、腸道、肝臟、心臟、皮膚、骨髓、胰腺、腎臟，甚至是一個(gè)模擬血腦屏障的系統(tǒng)。英國(guó)CN Bio的Physiomimix器官芯片正是基于實(shí)現(xiàn)此遠(yuǎn)大目標(biāo)而應(yīng)運(yùn)而生。

器官芯片（OoC）系統(tǒng)是一種體外微流控模型，它比二維模型更精確地模擬整個(gè)組織的微觀結(jié)構(gòu)、功能和物理化學(xué)環(huán)境。盡管OOC仍處于嬰兒期，但預(yù)計(jì)它將為無(wú)數(shù)應(yīng)用帶來(lái)突破性的好處，使更多與人類相關(guān)的候選藥物療效和毒性研究成為可能，并為人類疾病的機(jī)制提供更深入的見解。藥物篩選中對(duì)器官芯片的需求增加，特別是在美國(guó)，北美研發(fā)計(jì)劃的增加以及OOC關(guān)鍵參與者的增加預(yù)計(jì)將推動(dòng)未來(lái)幾年市場(chǎng)的增長(zhǎng)。傳統(tǒng)上，環(huán)境毒物對(duì)人類健康的不良影響是通過體外試驗(yàn)進(jìn)行檢測(cè)的。器官芯片（OOC）是一個(gè)新的平臺(tái)，可以在體外分析（或3D細(xì)胞培養(yǎng)）和動(dòng)物試驗(yàn)之間架起橋梁。微環(huán)境、物理和生化刺激以及適當(dāng)?shù)膫鞲泻蜕飩鞲邢到y(tǒng)可以集成到OOC設(shè)備中，以更好地再現(xiàn)體內(nèi)組織和器guan的行為和代謝。雖然OOC已被研究用于藥物毒性篩選，但其在環(huán)境毒理學(xué)分析中的應(yīng)用卻很少。器官芯片分析被譽(yù)為更快、更精確的藥物開發(fā)和精確醫(yī)學(xué)的關(guān)鍵。

我們展示了多器guan腸肝MPS-TL6，由MPS器官芯片平臺(tái)英國(guó)CN-Bio的PhysioMimix多器guan設(shè)備控制，可以概括抗yan藥雙氯芬酸的藥代動(dòng)力學(xué)。PHHs在肝臟MPS的3D工程支架中培養(yǎng)，然后加入腸MPSTranswells孔，后者是腸上皮細(xì)胞和杯狀細(xì)胞的混合物，形成屏障。在給藥實(shí)驗(yàn)期間，肝功能標(biāo)志物CYP3A4、白蛋白和尿素維持在MPS-TL6中。腸屏障的完整性也通過TEER測(cè)量得到了證實(shí)。雙氯芬酸被添加到腸器官芯片Transwells的頂端，在那里它通過屏障滲透，主要由肝臟代謝。我們證明了腸道屏障對(duì)雙氯芬酸的生物利用度的影響，以及隨后通過PHHs消除。通過在MPS-TL6中培養(yǎng)單個(gè)和多個(gè)器guan的組織模型，我們可以評(píng)估肝臟、腸道和聯(lián)合培養(yǎng)時(shí)對(duì)代謝產(chǎn)物產(chǎn)生的貢獻(xiàn)。值得注意的是，在共培養(yǎng)的腸-肝MPS中產(chǎn)生的代謝物水平較高，大于單個(gè)器guan器官芯片的總和，表明器guan-器guan串?dāng)_促進(jìn)組織功能。將生物材料技術(shù)、微流控技術(shù)和組織工程技術(shù)相結(jié)合來(lái)重建組織生理學(xué)的器官芯片技術(shù)是非常有前景的。國(guó)產(chǎn)類器官芯片作用原理

研究基金贈(zèng)款的提供被視為器官芯片設(shè)備開發(fā)進(jìn)展的關(guān)鍵驅(qū)動(dòng)力，并對(duì)其全球市場(chǎng)增長(zhǎng)產(chǎn)生積極影響。腸道類器官芯片的主要應(yīng)用

通過提高通過標(biāo)準(zhǔn)工具識(shí)別風(fēng)險(xiǎn)的可預(yù)測(cè)性，或者通過提供其他方式無(wú)法獲得的更合適的模型，器官芯片有望填補(bǔ)許多空白。揭示原本不會(huì)被發(fā)現(xiàn)的毒性或揭示藥物不良事件之前的細(xì)胞功能變化的能力為具有重要價(jià)值。但是，為了更好地發(fā)揮器官芯片的潛力，應(yīng)該將這些先進(jìn)的體外模型收集到的見解與體內(nèi)數(shù)據(jù)進(jìn)行比較。除了用于藥物開發(fā)，器官芯片還可在多個(gè)領(lǐng)域發(fā)揮無(wú)可比擬的作用，包括環(huán)境毒理學(xué)評(píng)估，疾病模型研究，化妝品有效和安全性評(píng)估等。英國(guó)CNBio的Physiomimix器官芯片正是基于實(shí)現(xiàn)此遠(yuǎn)大目標(biāo)而應(yīng)運(yùn)而生。腸道類器官芯片的主要應(yīng)用

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